Замкнена система управління з вбудованим в процес вимірюванням товщини покриття після камери порошкового фарбування. Учасники дня „CoatMaster” в компанії Wagner змогли побачити як вона працює, а також переконатися в точності системи вимірювання.

Реальна товщина покриття на елементах зазвичай перевіряється випадково. У випадку виникнення проблем в нанесенні, наприклад, в результаті помилкової зміни параметрів, тимчасові зміни в оточенні або нерівномірного нанесення, їх вирішення може зайняти трохи часу. Причина в тому, що зазвичай контроль товщини покриття можливий тільки після полімеризації, охолодження і зняття з конвеєра. Це може тривати від 45 до 90 хвилин, залежно від типу елементів, які необхідно пофарбувати, і конфігурації лінії. Можна легко порахувати, скільки елементів проходить за цей час через фарбувальну лінію. Визначення моменту, коли виникла проблема, потребує значних зусиль і багато часу. У випадку, коли елементи не відповідають специфікації, виникає питання, чи доцільно їх відсилати замовнику, чи можливо краще внести поправки і затримати поставку. Це проблемне питання, відповідь на яке часто дати непросто.

Вбудована (інтегрована) система регулювання Ті, хто не хотів би в майбутньому ризикувати, тепер мають можливість вимірювати товщину шару безпосередньо після камери напилення, в одному або декількох місцях елемента завдяки інтегрованому в процес обладнанню для вимірювання товщини покриттів CoatMaster фірми Winterthur Instruments.

Поверхня елементу нагрівається на кілька градусів коротким світовим імпульсом. Потім система фіксує процес зміни температури на поверхні елементу під час відведення теплоти. Швидкість охолодження поверхні є підставою для визначення товщини шару. В залежності від товщини шару вимірювання може бути виконане зі швидкістю до 30 м/хв. Після калібрування можливе отримання надзвичайно високої точності вимірювання. Це було підтверджено порівнянням з традиційним індукційним ручним товщиноміром під час першого дня „CoatMaster” в технологічному центрі фірми J. Wagner GmbH. У випадку стандартних порошкових фарб результати дистанційного вимірювання обладнанням CoatMaster були всього на 0,6 - 1,2 мкм більше або менше від середніх значень, отриманих звичайним товщиноміром.

Фото. 1. Як видно на фотографії, прогнозована CoatMaster товщина
затвердженого покриття відповідала реальним значенням, отриманим з
допомогою індукційного товщиноміра, з точністю до тисячних міліметра

При вимірюванні товщини структурних фарб CoatMaster дає набагато кращі результати в порівнянні з місцевим індукційним вимірюванням. Також можливе перетворення виміряної товщини ще незатвердженого шару в кінцеву товщину покриття. Були представлені серії вимірювань, де порівнювались прогнозовані з допомогою CoatMaster товщини покриттів з реальними значеннями після полімеризації. І у цьому випадку точність у тисячні міліметра була вражаючою. У випадку елементів не надто
складної форми можна забезпечити повний контроль над товщиною покриття завдяки системі управління з оптичним датчиком. Інвестиції в нове обладнання складають в даному випадку порядку 45 тис. євро. Учасники дня „Coat-Master”, які вже тестували подібну систему, розповіли про значну економію порошкової фарби, навіть у випадку ручного підфарбовування. У випадку ціни порошкової фарби 7 євро/кг, а також середній економії 10 мкм на товщину шару, при продуктивності тільки 100 тис. м2 в рік можливо отримати економію порядку 10 тис. євро. При покритті 2 млн. м2 в рік економія вже досягає 210 тис. євро.

Фото. 2. У випадку структурних фарб CoatMaster дозволяє отримати
більш достовірні результати завдяки більшій площі вимірювання в
порівнянні з індукційним товщиноміром. Середня товщина покриття
при традиційному вимірюванні складає 77,8 мкм.

Замкнена система управління
Використовуючи замкнену систему управління можна далі знижувати кількість використаної порошкової фарби, так як тепер необхідна товщина шару може бути зменшена до мінімально допустимого рівня. Щоб цього достягти,- компанії Wagner і Winterthur Instruments розробили замкнену систему управління. Спочатку CoatMaster визначає товщину шару свіжопофарбованих елементів, які тільки виїхали з камери напилення, a потім ці дані передаються системі управління пістолетами-
напилювачами. На основні цього допасовується кількість повітря, що використовується для подачі фарби, а вже на наступному етапі відбувається значне наближення шару до потрібної товщини, в найкращому випадку це відбувається вже на другому елементі. Завдяки цьому можна суттєво мінімізувати нерівномірне нанесення порошку. Прикладом, що особливо заслуговує на увагу, і який був представлений для слухачів, був виробник печей, у якого товщина шару порошкової фарби коливалася в межах 140 - 160 мкм при відкритих дверях в цех фарбування.

Фото. 3. Учасники дня CoatMaster, організованого компанією Wagner, під час презентацій, а
також практичних завдань отримали інформацію про використання інтегрованої системи
регулювання товщини покриття. Зверху зліва помітний жовто-оранжевий модуль CoatMaster
під час серії вимірювань.

Завдяки застосуванню замкненої системи управління вдалося отримати стабільну середню товщину покриття менше 110 мкм, що близько до нижньої допустимої межі. Головним пунктом програми було практичне підтвердження учасниками ефективної роботи системи регулювання при фарбуванні реальних деталей: елементів гаражних дверей складної форми і шафи управління. Після першого проходу товщина шару була навмисне залишена неправильною. Завданням замкненої системи управління було поступово допасувати кількість повітря для окремих пістолетів таким чином, щоб товщина шару в усіх місцях вимірювання була в межах, які вказані в специфікації.

На тестовій демонстрації під час дня CoatMaster потрібно було всього лиш три вимірювання, щоб підтвердити ефективну роботи системи регулювання. «А під час тестового фарбування гаражних дверей складної форми, ми отримали необхідний діапазон вже після другого вимірювання», - розповідає Андреас Шотке, інженер відділу порошкового фарбування в компанії Wagner.

Під час першого дня CoatMaster була досягнута головна ціль – показати потенціал вбудованої системи вимірювання товщини покриття, а також замкненої системи управління. Мета фірми Wagner – в майбутньому використовувати цю систему регулювання також для інших параметрів, наприклад, регулювання високої напруги. І, можливо, що вже у найближчому майбутньому існуватимуть лінії порошкового фарбування, які за кілька проходів повністю самостійно змінюватимуть параметри фарбування заданих виробів. Якщо підводити підсумки, то компанія Wagner, організувавши день CoatMaster, показала, яке значення має автоматизація процесу регулювання при нанесенні порошкових покриттів.

Wagner в Україні
тел. (050) 433 28 00
wagner.ukraine@gmail.com
wagner-group.com